PSIM入门手册
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PSIM提供了六个三角函数模块,分别是SIN模 块,ARCSIN模块,COS模块,ARCCOS模块,TAN 模块,ARCTAN模块.
θ ta n ARCTAN元件的输入端中,带点的是实属端入口, 另一个输入口是虚数输入口,输入为实数与虚数 值之比的ARCTAN函数,如
1
V im a g in a ry V re a l
V o = k 1 k 2 in
V o = k 1 V in 2 幂级数计算器的输出被定义为:
k
参数 描述 功能模块LOG给出输入数值的自然对数(基于e), Coefficient k1 k1的数值 而LOG10给出数值的普通对数(基于10) Coefficient k2 k2的数值
• 均方根模块
Damping Ratio Cut-off Frequency Center Frequency Passing Band Stopping Band
增益k
衰减常数 低通滤波器和高通滤波 器的截至频率(单位Hz) 带通滤波器和带阻滤波 器的中心频率 带通滤波器和带阻滤波 器通带和阻带的带宽 (单位Hz)
2
2 2
低通二阶滤波器：s k G 高通二阶滤波器：
s
2
s 2 ξω c s ω c
G s k
B s s Bs ωo
2 2
带通二阶滤波器：
G s k
s ωo
2 2
2 2
s B s ωo
图形如下：
ξ
其参数设置如下表：
参数
描述
Gain
• PSIM是专门为电力电子和电动机控制设计的一款 仿真软件。它可以快速的仿真和便利地与用户接 触，为电力电子和电动机驱动系统提供强大的仿 真环境。 • 本教程包含了PSIM和它的3个其他模型：电动机 驱动模型，数字控制模型和连结模型。电动机驱 动模型已经在机器模型和为驱动系统研究的机械 装备模型里建立起来了。数字控制模型为数字控 制分析提供了离散的元素：如零状态监控，zdomain转换功能blocks，量子化blocks，数字滤 波器。连接模型为共同仿真在PSIM和 Matlab/Simulink之间提供了相互基础。
tan
Atan Exp
正切函数
反正切函数 自然对数
Log
Log(10) abs
对数函数
以10为底的对数函数 去绝对值
• 电阻器、电容器和电感器 在PSIM里提供了独立电阻器、电感器、电容器和 集成RLC支路。电感器电流和电容器电压可以定 义初始值。 所提供的三相对称RLC支路R3,RL3,RC3,RLC3用 于三相电路，三相支路的电感电流和电容电压的 初始值全为零。
• 梯形波模块和方波模块 梯形波模块和方波模块是特殊的查表元件，输 出和输入的关系或者为梯形波或者为方波。
快速傅立叶变换（FFT）
• 输出给出了输入基波信号的振幅(峰值）和相位 角，输出电压（复数形式）被定义为：
n N 2 1
vo =
2 N
n0
N j v in n v in n e 2
2 πn N
• 模块如图所示：
积分器的传递函数为 G s
1 ST
有两种积分器：一种是普通的积分器，一种是可复 位积分器。
参数 Time Constant Initial Output Value Reset Flag
描述 积分延迟时间 输出量的初始值 重置标志
• 可复位积分器的输出可以被外部的控制信号复位， （在元件底部）对边沿复位（重设标记为0）， 在控制信号上升沿积分器的输出为0，对于水平 复位（重设标记为1），当控制信号保持高电位 时（1），积分器的输出为0. 为了避免饱和，在积分器的输出需加一个限幅 器。 例如，一下电路说明了可复位积分器的作用。 G s sT 积分器的输入是直流量，积分器的控制信号是个 脉冲信号，在每个循环结束时重设积分器的输出， 重设标记为0. • 微分器 微分器的传递函数为 如下图所示：
三相三绕组Y/Y/ 和Y/ / 连接变压器 (TF_3YYD/TF_3YDD) 三相四绕组变压器（绕组不相连）(TF_3F-4W) • 运算放大器 理想运算放大器用电力电路器件模拟。 • dv/dt模块 dv/dt模块具有象为分歧在控制电路中一样的功 能，此外它还能应用于电力电路中。dv/dt模块 的输出等于输入电压对时间的倒数。
• PSIM里每个元器件参数图表窗口都有三个图表： Parameters, Other Info, Color • Parameter里面的参数被用于仿真。从另一个方 面说，Other Info里的信息不适用于仿真的，它仅 仅用于报告信息，将会出现在PSIM里 View/Element List的部分目录中。一些如：设备 的额定值，制造商和部分数字等信息被存储在 Other Info里。元器件的颜色可以在Color里设置。 • Parameter里参数会是一个数值或是一个数学表 达式。例如：一个电阻可以有以下几种说明方法： 12.5 12.5k 12.5Ohm R1+R2 R1*0.5+(Vo+0.7)/Io
• 比例积分控制器
G s k
比例积分控制器的传递函数为： sT 如图所示：
1 sT
1 k 1 ST
• 内置式滤波器模块
ωc PSIM中内置了四个二阶滤波器的模型，这些模 G s k 2 2 s 2 ξω c s ω c 型的传递函数如下：
• 饱和电感 饱和电感考虑了电感磁芯的饱和状态，如下所 示：
2.2 开关 PSIM中有两种基本开关。一种是开关模式。 它运行于区域(导通状态)或者饱和区（关断状 态）。另一种是线性模式，它可以工作与关断， 线性或者饱和状态。
自关断开关 GTO NPN PNP IGBT MOSFET MOSFET_P SSWI • PISM的开关模型是理想化的，导通或者关断瞬 间可以忽略。开关导通时电阻10-5 欧姆，关断为 1兆欧。开关不需要缓冲电路。 • 线性开关包括：NPN_1 PNP_1 二极管、双向二极管和齐纳二极管 参数 描述 二极管的导通取决于电路运行条件。当它正向偏 Diode Voltage Drop 二极管导通压降(单位V) 置时二极管导通，当电流低于0时关断。 二极管初始位置，标记
V m sin t
参数
No. of Sampling Points Fundamental Frequency
V m sin t
描述
采样点数N 基波频率fb（Hz）
• 有标点的输出端输出的是振幅，注意到相位角的
• 比较器 当正输入端的电平比负输入端的电平高时，比较器的输出
• 限幅器 当限幅器的输入超过上限或者下限时，限幅器 的输出被限制在上限和下限内，当输入没超过 上下限时，输出等于输入。
参数 Order n Gain Coeff Bn …… Bo Coeff An …… A0 描述 传递函数的阶数 增益k 分子系数从n阶到0阶 分母系数从n阶到0阶
Initial Values xn……x1 状态变量xn到x1的初始 值
• 比例控制器 比例控制器的输出和输入成正比，如下图所示。
• 积分器
• 计算函数模块 加法器
单输入(SUM1)和双输入(SUM2/SUM2P)加法器 的输入可以是数值或向量,三输入(SUM3)加法器 的输入只能是数值,如下图所示.
V o k 1V1 k 2V 2 … k nV n 如果输入的是数值,那么加法器的输出被定义为:
V1 a 1 a 2 … a n V 2 b1 b 2 … b n 如果输入是向量,那么两个加法器的输出也是向 量,被定义为 V o V1 V 2 a1 b1 a 2 b 2 … a n b n
Frequency 开关驱动模块连接的开 关模块或者开关的工作 频率 开关点的数目 开关点（用度表示）。 频率为0时，开关点用 秒表示。存在开关表的
No. of Points Switching Points
• 开关点的数目定义为一周期内开关的作用总次 数。无论开关开通还是关断都算是一个开关点。 例如：如果一个开关再一次循环中导通和关断 一次，那么开关点的数目为2. 单相开关模块 • PSIM中提供了集成单相二极管桥模块和晶闸 管全桥模块(BHY1)。与单个晶闸管类似，晶闸 管可以通过一个门控模块或者alpha控制器控制。 三相开关模块 • 类似于单相模块，三相模块中只有开关1的驱动 需要指定，其他开关的门控自动获得。对于三 相半波晶闸管模块（BTHY3H)，两个相邻开关 的相移为120度。其他桥式模块的相移为60度。 • 晶闸管桥模块(BTHY3/BTHY3H/BTHY6H)可以
Initial Position 0，二极管导通，1 为 关断
二极管输出电流标记。 标记0，无电流输出。1 时，电流存储并在
wenku.baidu.com
Current Flag
• 晶闸管 晶闸管的导通可控，关断取决于电路条件。 • 开关驱动模块 开关驱动模块决定了开关的驱动模式。驱动模式 可以直接指定（用驱动模块Gating)或者放在一 个文本文件里（驱动模块Gating）。 注释：开关驱动模块之可以连接到开关的门极， 参数 描述 不能与其他器件连接。
• 可变电阻器 可变电阻器就是带分接头的电阻，如下图所示：
参数 Total Resistance Tap Position (0 to1)
描述 可变电阻器的总阻抗，单 位欧姆 分接头位置。节点k和t的阻 抗是R×Tap
Current Flag
支路电流的输出标志。如 果标志为零，输出电流为 零。标志为1，则电流存储 在输出文档中在SIMVIEW 显示。
• 控制电路部分
n 2 n 2 n 2
G s • 传递函数模块 k A s … A s A s A 一个传递模块可以 表示为如下多项式：
1 0
B n s … + B 2 s B1 s B 0
• PSIM提供了两种传递函数模块的元件，一个是 零初值元件(TFCTN),另一个是以输入的参数作 为初值的元件(TFCTN1).
• 在三输入加法器上,带点的输入必须是第一个输 入端. 参数 描述
Gain_i 各输入端系数ki
• 乘法器和除法器 乘法器(MULT)或除法器(DIVD)的输出即为两个 输入值的相乘或者相除,如图所示.
• 开方器 开方器计算输入的开方根,如下图所示.
它们的图形如下:
指数计算器的输出被定义为: V
• PSIM允许10的n次方的数值，一下的后缀数值 如下表示：
符号 表示数字
G
M K or k
109
106 103
m
u n
10-3
10-6 10-9
p
10-12
• 一个数学表达式可以包括括号，但不区分大小
符号 + * / ^
表示的意义 加 减 乘 除 乘方
sqrt
sin Cos
方根
正弦函数 余弦函数
• 变压器
• 理想变压器 理想变压器没有漏磁和损耗，如下图：
带大点的绕组是一次绕组，另一个为二次绕组。， 其参数中Np(初级）表示初级绕组的匝数， Ns(次级)表示次级绕组的匝数。匝数比等于额定 电压之比，每侧的绕组数可以用额定电压代替。 • 三相变压器 PSIM提供两绕组和三绕组变压器模型如下： 三相变压器（绕组不相连）(TF_3F)
• 一个电路在PSIM里表现为4个部分：电力电路， 控制电路，传感器和开关控制器，一下图标展示 了这些部分之间的关系： • 电力电路包括转换装置，谐振分支，变压器，连 结感应器。控制电路表现在图表里。S域和z域里 的元器件、逻辑元器件和非线性元器件被用于控 制电路。传感器测量电力电路电压和电流，并把 数值传送到控制电路。门信号经常有控制电路产 生并通过开关控制器反馈到电力电路来控制开关。
均方根计算输入值在一段时间内(频率为fb)的有 效值,输出定义为: 1 V v t dt T
T 2 rm s 0 in
T 1/ fb
其中, 下图所示.
,输出只能在每周期开始时更新,如
参数 Base frequency
描述 即基频fb(单位Hz)
• 绝对值模块和符号模块
• 三角函数模块
θ ta n ARCTAN元件的输入端中,带点的是实属端入口, 另一个输入口是虚数输入口,输入为实数与虚数 值之比的ARCTAN函数,如
1
V im a g in a ry V re a l
V o = k 1 k 2 in
V o = k 1 V in 2 幂级数计算器的输出被定义为:
k
参数 描述 功能模块LOG给出输入数值的自然对数(基于e), Coefficient k1 k1的数值 而LOG10给出数值的普通对数(基于10) Coefficient k2 k2的数值
• 均方根模块
Damping Ratio Cut-off Frequency Center Frequency Passing Band Stopping Band
增益k
衰减常数 低通滤波器和高通滤波 器的截至频率(单位Hz) 带通滤波器和带阻滤波 器的中心频率 带通滤波器和带阻滤波 器通带和阻带的带宽 (单位Hz)
2
2 2
低通二阶滤波器：s k G 高通二阶滤波器：
s
2
s 2 ξω c s ω c
G s k
B s s Bs ωo
2 2
带通二阶滤波器：
G s k
s ωo
2 2
2 2
s B s ωo
图形如下：
ξ
其参数设置如下表：
参数
描述
Gain
• PSIM是专门为电力电子和电动机控制设计的一款 仿真软件。它可以快速的仿真和便利地与用户接 触，为电力电子和电动机驱动系统提供强大的仿 真环境。 • 本教程包含了PSIM和它的3个其他模型：电动机 驱动模型，数字控制模型和连结模型。电动机驱 动模型已经在机器模型和为驱动系统研究的机械 装备模型里建立起来了。数字控制模型为数字控 制分析提供了离散的元素：如零状态监控，zdomain转换功能blocks，量子化blocks，数字滤 波器。连接模型为共同仿真在PSIM和 Matlab/Simulink之间提供了相互基础。
tan
Atan Exp
正切函数
反正切函数 自然对数
Log
Log(10) abs
对数函数
以10为底的对数函数 去绝对值
• 电阻器、电容器和电感器 在PSIM里提供了独立电阻器、电感器、电容器和 集成RLC支路。电感器电流和电容器电压可以定 义初始值。 所提供的三相对称RLC支路R3,RL3,RC3,RLC3用 于三相电路，三相支路的电感电流和电容电压的 初始值全为零。
• 梯形波模块和方波模块 梯形波模块和方波模块是特殊的查表元件，输 出和输入的关系或者为梯形波或者为方波。
快速傅立叶变换（FFT）
• 输出给出了输入基波信号的振幅(峰值）和相位 角，输出电压（复数形式）被定义为：
n N 2 1
vo =
2 N
n0
N j v in n v in n e 2
2 πn N
• 模块如图所示：
积分器的传递函数为 G s
1 ST
有两种积分器：一种是普通的积分器，一种是可复 位积分器。
参数 Time Constant Initial Output Value Reset Flag
描述 积分延迟时间 输出量的初始值 重置标志
• 可复位积分器的输出可以被外部的控制信号复位， （在元件底部）对边沿复位（重设标记为0）， 在控制信号上升沿积分器的输出为0，对于水平 复位（重设标记为1），当控制信号保持高电位 时（1），积分器的输出为0. 为了避免饱和，在积分器的输出需加一个限幅 器。 例如，一下电路说明了可复位积分器的作用。 G s sT 积分器的输入是直流量，积分器的控制信号是个 脉冲信号，在每个循环结束时重设积分器的输出， 重设标记为0. • 微分器 微分器的传递函数为 如下图所示：
三相三绕组Y/Y/ 和Y/ / 连接变压器 (TF_3YYD/TF_3YDD) 三相四绕组变压器（绕组不相连）(TF_3F-4W) • 运算放大器 理想运算放大器用电力电路器件模拟。 • dv/dt模块 dv/dt模块具有象为分歧在控制电路中一样的功 能，此外它还能应用于电力电路中。dv/dt模块 的输出等于输入电压对时间的倒数。
• PSIM里每个元器件参数图表窗口都有三个图表： Parameters, Other Info, Color • Parameter里面的参数被用于仿真。从另一个方 面说，Other Info里的信息不适用于仿真的，它仅 仅用于报告信息，将会出现在PSIM里 View/Element List的部分目录中。一些如：设备 的额定值，制造商和部分数字等信息被存储在 Other Info里。元器件的颜色可以在Color里设置。 • Parameter里参数会是一个数值或是一个数学表 达式。例如：一个电阻可以有以下几种说明方法： 12.5 12.5k 12.5Ohm R1+R2 R1*0.5+(Vo+0.7)/Io
• 比例积分控制器
G s k
比例积分控制器的传递函数为： sT 如图所示：
1 sT
1 k 1 ST
• 内置式滤波器模块
ωc PSIM中内置了四个二阶滤波器的模型，这些模 G s k 2 2 s 2 ξω c s ω c 型的传递函数如下：
• 饱和电感 饱和电感考虑了电感磁芯的饱和状态，如下所 示：
2.2 开关 PSIM中有两种基本开关。一种是开关模式。 它运行于区域(导通状态)或者饱和区（关断状 态）。另一种是线性模式，它可以工作与关断， 线性或者饱和状态。
自关断开关 GTO NPN PNP IGBT MOSFET MOSFET_P SSWI • PISM的开关模型是理想化的，导通或者关断瞬 间可以忽略。开关导通时电阻10-5 欧姆，关断为 1兆欧。开关不需要缓冲电路。 • 线性开关包括：NPN_1 PNP_1 二极管、双向二极管和齐纳二极管 参数 描述 二极管的导通取决于电路运行条件。当它正向偏 Diode Voltage Drop 二极管导通压降(单位V) 置时二极管导通，当电流低于0时关断。 二极管初始位置，标记
V m sin t
参数
No. of Sampling Points Fundamental Frequency
V m sin t
描述
采样点数N 基波频率fb（Hz）
• 有标点的输出端输出的是振幅，注意到相位角的
• 比较器 当正输入端的电平比负输入端的电平高时，比较器的输出
• 限幅器 当限幅器的输入超过上限或者下限时，限幅器 的输出被限制在上限和下限内，当输入没超过 上下限时，输出等于输入。
参数 Order n Gain Coeff Bn …… Bo Coeff An …… A0 描述 传递函数的阶数 增益k 分子系数从n阶到0阶 分母系数从n阶到0阶
Initial Values xn……x1 状态变量xn到x1的初始 值
• 比例控制器 比例控制器的输出和输入成正比，如下图所示。
• 积分器
• 计算函数模块 加法器
单输入(SUM1)和双输入(SUM2/SUM2P)加法器 的输入可以是数值或向量,三输入(SUM3)加法器 的输入只能是数值,如下图所示.
V o k 1V1 k 2V 2 … k nV n 如果输入的是数值,那么加法器的输出被定义为:
V1 a 1 a 2 … a n V 2 b1 b 2 … b n 如果输入是向量,那么两个加法器的输出也是向 量,被定义为 V o V1 V 2 a1 b1 a 2 b 2 … a n b n
Frequency 开关驱动模块连接的开 关模块或者开关的工作 频率 开关点的数目 开关点（用度表示）。 频率为0时，开关点用 秒表示。存在开关表的
No. of Points Switching Points
• 开关点的数目定义为一周期内开关的作用总次 数。无论开关开通还是关断都算是一个开关点。 例如：如果一个开关再一次循环中导通和关断 一次，那么开关点的数目为2. 单相开关模块 • PSIM中提供了集成单相二极管桥模块和晶闸 管全桥模块(BHY1)。与单个晶闸管类似，晶闸 管可以通过一个门控模块或者alpha控制器控制。 三相开关模块 • 类似于单相模块，三相模块中只有开关1的驱动 需要指定，其他开关的门控自动获得。对于三 相半波晶闸管模块（BTHY3H)，两个相邻开关 的相移为120度。其他桥式模块的相移为60度。 • 晶闸管桥模块(BTHY3/BTHY3H/BTHY6H)可以
Initial Position 0，二极管导通，1 为 关断
二极管输出电流标记。 标记0，无电流输出。1 时，电流存储并在
wenku.baidu.com
Current Flag
• 晶闸管 晶闸管的导通可控，关断取决于电路条件。 • 开关驱动模块 开关驱动模块决定了开关的驱动模式。驱动模式 可以直接指定（用驱动模块Gating)或者放在一 个文本文件里（驱动模块Gating）。 注释：开关驱动模块之可以连接到开关的门极， 参数 描述 不能与其他器件连接。
• 可变电阻器 可变电阻器就是带分接头的电阻，如下图所示：
参数 Total Resistance Tap Position (0 to1)
描述 可变电阻器的总阻抗，单 位欧姆 分接头位置。节点k和t的阻 抗是R×Tap
Current Flag
支路电流的输出标志。如 果标志为零，输出电流为 零。标志为1，则电流存储 在输出文档中在SIMVIEW 显示。
• 控制电路部分
n 2 n 2 n 2
G s • 传递函数模块 k A s … A s A s A 一个传递模块可以 表示为如下多项式：
1 0
B n s … + B 2 s B1 s B 0
• PSIM提供了两种传递函数模块的元件，一个是 零初值元件(TFCTN),另一个是以输入的参数作 为初值的元件(TFCTN1).
• 在三输入加法器上,带点的输入必须是第一个输 入端. 参数 描述
Gain_i 各输入端系数ki
• 乘法器和除法器 乘法器(MULT)或除法器(DIVD)的输出即为两个 输入值的相乘或者相除,如图所示.
• 开方器 开方器计算输入的开方根,如下图所示.
它们的图形如下:
指数计算器的输出被定义为: V
• PSIM允许10的n次方的数值，一下的后缀数值 如下表示：
符号 表示数字
G
M K or k
109
106 103
m
u n
10-3
10-6 10-9
p
10-12
• 一个数学表达式可以包括括号，但不区分大小
符号 + * / ^
表示的意义 加 减 乘 除 乘方
sqrt
sin Cos
方根
正弦函数 余弦函数
• 变压器
• 理想变压器 理想变压器没有漏磁和损耗，如下图：
带大点的绕组是一次绕组，另一个为二次绕组。， 其参数中Np(初级）表示初级绕组的匝数， Ns(次级)表示次级绕组的匝数。匝数比等于额定 电压之比，每侧的绕组数可以用额定电压代替。 • 三相变压器 PSIM提供两绕组和三绕组变压器模型如下： 三相变压器（绕组不相连）(TF_3F)
• 一个电路在PSIM里表现为4个部分：电力电路， 控制电路，传感器和开关控制器，一下图标展示 了这些部分之间的关系： • 电力电路包括转换装置，谐振分支，变压器，连 结感应器。控制电路表现在图表里。S域和z域里 的元器件、逻辑元器件和非线性元器件被用于控 制电路。传感器测量电力电路电压和电流，并把 数值传送到控制电路。门信号经常有控制电路产 生并通过开关控制器反馈到电力电路来控制开关。
均方根计算输入值在一段时间内(频率为fb)的有 效值,输出定义为: 1 V v t dt T
T 2 rm s 0 in
T 1/ fb
其中, 下图所示.
,输出只能在每周期开始时更新,如
参数 Base frequency
描述 即基频fb(单位Hz)
• 绝对值模块和符号模块
• 三角函数模块